临近既有桥的地铁高架基础基坑围护设计及施工

2015-08-04 202 0

  1工程概况
 
  1.1拟建浐河大桥工程位置
 
  浐河大桥位于东二环延伸段广安路跨浐河段,为(55+88+55)m连续刚构桥梁,自018#~021#墩跨越浐河西路、浐河和浐河东路,从现有的两座浐河公路主桥与北侧辅桥之间7.8m左右的空间通过,大桥轴线与河道主流夹角约60?觷,较既有新浐桥高约12m。主桥的19#墩主承台位于浐河西路的东侧、河道砌石护坡及河床内,距浐河西路最小距离约2m;20#墩承台位于浐河河道砌石护坡及河床内,距浐河东路主道西侧最小距离约2m。现以浐河大桥19#墩基础施工防护进行详细说明,既有新浐桥与新建浐河大桥19#基础位置关系,具体如图1所示。
 
  1.2河中19#主墩基础设计简述
 
  19#主墩下设6根Ф180cm、长85m钻孔桩,承台尺寸:13.0m×8.4m×4m。承台底标高378.055m,地面标高389.488m,基坑深度11.4m。
 
  1.3主墩处工程地质
 
  主墩位于浐河主河槽和河道护坡内。工程地质:人工填土-沙类土、碎石土、第四系全新统早期冲积的粉质粘土、粉土;素填土主要分布于河道两岸大堤,以中粗砂、卵石、粘性土为主,厚度不等;河道表层以下主要分布为粉土、中、粗砂层、圆砾层、粉质黏土层及砂砾层。
 
  2既有桥基础间新建桥梁基础、深基坑的施工难点
 
  及应对措施
 
  2.1施工难点
 
  ①既有桥两桥之间空间狭小,钻孔桩桩径大、桩基超长,施工难度大;②承台位于河道内,埋深较深;地质不均,含较大块卵石,地质透水性较强;如何确保承台基坑围护结构的稳定和防水功能,是本工程施工难点;③在基坑的支护和防水体系施工时,减少对既有桥基础影响范围内的土体扰动,也是本工程施工的关键点。
 
  2.2应对措施
 
  ①克服周边环境、地质影响,合理选择主墩钻孔机械设备,合理钻孔工艺质量控制,防止钻孔过程中坍孔,确保超深孔桩基顺利实施;②基坑开挖时,对称开挖,随挖随撑,及时封底,封底混凝土达到设计70%强度时,方可拆除第三道支撑;以控制基坑变形及稳定,减少因基坑开挖对既有桥的安全影响。
 
  3主墩深基坑围护、止水帷幕的结构设计
 
  主墩承台桩围护结构外侧平面尺寸为15.2m×10.60m,主墩承台围护结构形式为Ф100cm钻孔灌注桩+三道内支撑,主墩承台桩围护钻孔灌注桩排桩距离现有公路承台最小距离为90cm,19#墩承台围护桩桩长18m。围护桩内侧喷射10cm厚C20喷射混凝土,钻孔灌注桩桩间及周边采用旋喷桩咬合进行地基加固、止水,旋喷桩直径为60cm,孔距45cm,长度同围护桩桩长。基坑基底设1.5m厚的C25混凝土封底。
 
  4主墩深基坑围护、止水帷幕结构的施工技术
 
  4.1桥梁基础施工流程
 
  桩基施工作业平台填筑→桩基施工→承台围护结构(排桩+咬合旋喷桩)→承台基坑开挖支护施工→承台及上部结构施工。
 
  4.2主墩桩基施工
 
  桥墩均采用桩基础,根据地质情况,钻孔桩采用GW-25型气举反循环钻机钻孔施工。桩基采取跳孔施工,控制好泥浆护壁质量和孔内水头,防止因坍孔影响既有桥桩基周边土体稳定,施工过程中采用滤砂机将泥浆过滤后循环利用。
 
  4.3主墩围护桩施工
 
  既有桥下净空高度仅5m,承台基坑围护φ100cm排桩选用作业高度4.5m的反循环钻机成孔,现场可根据排桩的具体设计情况采用“跳打法”合理安排施工顺序。钢筋笼分节加工,机械连接接高下沉的方式进行施工。
 
  4.4主墩围护咬合旋喷桩施工
 
  ①旋喷桩施工;②技术措施。
 
  5主墩深基坑开挖、支护的施工技术
 
  旋喷桩止水、加固地层施工完并达到龄期后,再进行承台基坑开挖。承台基坑深度11.4m,分三层开挖与支撑,采用长臂挖掘机及小型挖掘机配合开挖,基底剩余30cm采用人工开挖找平,各层土方开挖后及时架设钢支撑,做到随挖随撑;每层开挖至钢支撑底以下0.8m,即进行钢支撑安装。围护桩内壁采用挂网喷射混凝土;开挖至基底后,及时浇筑封底混凝土,确保基底稳定。基底封底时,要根据基坑内渗水情况,采取干式封底。干式封底要预留坑底抽水井抽水,待封底混凝土强度达到要求后,再封闭抽水井。待封底混凝土达到设计强度70%后,拆除第三道支撑,开始承台主体施工,第二道支撑待主墩承台强度达到设计强度后予以拆除。
 
  6基础深基坑、桥梁防护监测
 
  6.1监测项目及指标
 
  6.1.1既有桥梁墩身沉降监测
 
  对既有连续梁施工期间的沉降观测量按照累计总沉降量10mm控制,沉降差5mm;预警值按照应急值的80%进行控制。
 
  6.1.2道路沉降监测
 
  对既有道路布设沉降观测点进行监控,道路沉降量按0.1%的基坑深度和计算值间取小值进行控制,沉降观测量按11mm控制;报警值按照应急值的80%进行控制。
 
  6.1.3基坑监测项目
 
  根据周边环境综合分析,本基坑类别一级级基坑进行监测设计。①围护桩顶水平位移:按0.1%的基坑深度进行控制,沉降观测量应急值按12mm控制,达到该数值的80%采取应急措施。②桩体变形:按0.1%的基坑深度和计算值间最小值7.6mm作为应急值进行控制,报警值按照控制数值的80%进行控制。③支撑轴力:预警值按照设计轴力的80%进行控制。
 
  6.2监测过程及结论
 
  根据结构施工顺序对就有桥梁、道路的影响,本次监测分四个阶段,即分别在主墩桩基施工、围护桩(含旋喷桩)、基坑开挖支护及主墩基础施工过程中,对既有桥、道路进行沉降和不均匀沉降观测。在通过合理控制主墩桩基施工工艺,严格执行围护桩、旋喷桩跳孔施工,合理进行基坑开挖支撑施工,和及时完成承台施工的时间控制;在施工过程中,既有桥梁纵向相邻墩累计沉降5mm、不均匀沉降累计2.6mm;确保了既有桥梁的安全运行和基坑施工安全。
 
  7结语
 
  本文在介绍地铁结构基础紧邻跨河既有桥基础施工时,根据地铁基础埋深与既有桥桩基位置关系等,可采取围护桩外加旋喷桩防水的方式,进行深基坑支护、防水设计及施工。通过合理施工工艺措施及监控量测技术,以指导超深桩基及深基坑施工,确保既有桥的运营安全。
 
  参考文献:
 
  [1]贺先德.临近地铁的深基坑围护结构换撑技术研究[J].建筑施工,2014,(3).

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